Question

2．将有铜的印刷线路板浸入200mL氯化铁浓溶液中，有19.2g铜被腐蚀掉．取出印刷线路板，向溶液中加入16.8g铁粉，经充分反应，溶液中还存在9.6g不溶解的物质．（设溶液体积不变）．请回答下列问题：
（1）充分反应后，溶液中存在9.6g不溶物的成分为Cu．
（2）充分反应后溶液中一定不存在的金属离子为Fe³⁺．
（3）比较Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺的氧化性大小：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺．
（4）试计算最后溶液中Fe²⁺离子的物质的量浓度6mol/L．

Answer 1

分析 （1）依据Cu+2FeCl₃═CuCl₂+2FeCl₂计算即可；
（2）反应顺序是Fe先和过量的Fe³⁺反应，再置换部分Cu²⁺，据此回答判断；
（3）氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，据此回答；
（4）利用物质的量守恒以及电子得失守恒计算即可．

解答 解：（1）加入Fe粉前，溶液中有Cu²⁺，Fe²⁺，Cl^-，可能还有Fe³⁺，16.8gFe为0.3mol，19.2gCu为0.3mol，若无Fe³⁺，那么Fe恰好把19.2gCu全部置换，现在只有9.6g不溶物，所以不可能为Fe，只能是Cu，故答案为：Cu；
（2）反应顺序是Fe先和过量的Fe³⁺反应，再置换部分Cu²⁺，溶液中一定不存在的金属离子为Fe³⁺，存在Cl^-、Fe²⁺、Cu²⁺，故答案为：Fe³⁺；
（3）由化学方程式Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，即溶液中离子氧化性Fe³⁺大于Cu²⁺，根据金属活动顺序表，Cu²⁺＞Fe²⁺，所以氧化性顺序是：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺，
故答案为：Fe³⁺＞Cu²⁺＞Fe²⁺；
（4）加入Fe，反应顺序是Fe先和过量的Fe³⁺反应，再置换部分Cu²⁺，所以存在Cl^-，Fe²⁺，Cu²⁺；溶液中剩余的Cu元素为19.2g-9.6g=9.6g，0.15mol，综合来看，溶液中是9.6gCu和16.8gFe恰好完全还原了Fe³⁺，Cu失电子为0.3mol，Fe失电子0.6mol，合计0.9mol，所以原有Fe³⁺0.9mol，最后所有的Fe元素都变成Fe²⁺，故c（Fe²⁺）=$\frac{0.3+0.9}{0.2}$mol/L=6.0mol/L，
故答案为：6．

点评 本题主要考查的是铜以及铁之间的转化关系、计算，属于中等题，锻炼了同学们分析问题、解决问题的能力，难度中等．